堆-棧-動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式-靜態(tài)存儲(chǔ)方式動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式 所謂動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)方式是指在程序運(yùn)行期間根據(jù)需要進(jìn)行動(dòng)態(tài)的分配存儲(chǔ)空間的方式。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量是在程序執(zhí)行過程中,使用它時(shí)才分配存儲(chǔ)單元, 使用完畢立即釋放。 典型的例子是函數(shù)的形式參數(shù),在函數(shù)定義時(shí)并不給形參分配存儲(chǔ)單元,只是在函數(shù)被調(diào)用時(shí),才予以分配, 調(diào)用函數(shù)完畢立即釋放。如果一個(gè)函數(shù)被多次調(diào)用,則反復(fù)地分配、 釋放形參變量的存儲(chǔ)單元。 靜態(tài)存儲(chǔ)方式 所謂靜態(tài)存儲(chǔ)方式是指在程序編譯期間分配固定的存儲(chǔ)空間的方式。該存儲(chǔ)方式通常是在變量定義時(shí)就分定存儲(chǔ)單元并一直保持不變, 直至整個(gè)程序結(jié)束。全局變量,靜態(tài)變量等就屬于此類存儲(chǔ)方式。 總結(jié) 從以上分析可知, 靜態(tài)存儲(chǔ)變量是一直存在的, 而動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)變量則時(shí)而存在時(shí)而消失。我們又把這種由于變量存儲(chǔ)方式不同而產(chǎn)生的特性稱變量的生存期。 生存期表示了變量存在的時(shí)間。 生存期和作用域是從時(shí)間和空間這兩個(gè)不同的角度來描述變量的特性,這兩者既有聯(lián)系,又有區(qū)別。 一個(gè)變量究竟屬于哪一種存儲(chǔ)方式, 并不能僅從其作用域來判斷,還應(yīng)有明確的存儲(chǔ)類型說明。 內(nèi)存中用戶存儲(chǔ)空間的分配情況(三種): 程序區(qū):存放程序語句 棧 棧就是那些由編輯器在需要的時(shí)候分配,在不需要的時(shí)候自動(dòng)清除的變量的存儲(chǔ)區(qū),里面的變量通常是局部變量。函數(shù)參數(shù)等。 堆 就是那些右new分配的內(nèi)存塊,他們的釋放編輯器不去管,由我們的應(yīng)用程序去控制,一般一個(gè)new就要對(duì)應(yīng)一個(gè)delete.如果程序員沒有釋放掉,那么在程序結(jié)束后,操作系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)回收。 堆和棧的區(qū)別主要為: 1.管理方式不同: 對(duì)于棧來講,是由編譯器自動(dòng)管理,無需我們手工控制;對(duì)于堆來說,釋放工作由程序員控制,容易產(chǎn)生memory leak。 2.能否產(chǎn)生碎片不同:對(duì)于堆來講,頻繁的new/delete勢(shì)必會(huì)造成內(nèi)存空間的不連續(xù),從而造成大量的碎片,使程序效率降低。對(duì)于棧來講,則不會(huì)存在這個(gè)問題,因?yàn)闂J窍冗M(jìn)后出的隊(duì)列,他 們是如此的一一對(duì)應(yīng),以至于永遠(yuǎn)都不可能有一個(gè)內(nèi)存塊從棧中間彈出,在他彈出之前,在他上面的后進(jìn)的棧內(nèi)容已經(jīng)被彈出 3.生長(zhǎng)方向:對(duì)于堆來講,生長(zhǎng)方向是向上的,也就是向著內(nèi)存地址增加的方向;對(duì)于棧來講,它的生長(zhǎng)方向是向下的,是向著內(nèi)存地址減小的方向增長(zhǎng)。 4.分配方式:堆都是動(dòng)態(tài)分配的,沒有靜態(tài)分配的堆。棧有2種分配方式:靜態(tài)分配和動(dòng)態(tài)分配。靜態(tài)分配是編譯器完成的,比如局部變量的分配。動(dòng)態(tài)分配由alloca函數(shù)進(jìn)行分配,但是棧的動(dòng) 態(tài)分配和堆是不同的,他的動(dòng)態(tài)分配是由編譯器進(jìn)行釋放,無需我們手工實(shí)現(xiàn)。 5.分配效率:棧是機(jī)器系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)會(huì)在底層對(duì)棧提供支持:分配專門的寄存器存放棧的地址,壓棧出棧都有專門的指令執(zhí)行,這就決定了棧的效率比較高。堆則是C/C++函數(shù)庫提供的,它的機(jī)制是很復(fù)雜的,例如為了分配一塊內(nèi)存,庫函數(shù)會(huì)按照一定的算法(具體的算法可以參考數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)/操作系統(tǒng))在堆內(nèi)存中搜索可用的足夠大小的空間,如果沒有足夠大小的空間(可能是由于內(nèi)存碎片太多),就有可能調(diào)用系統(tǒng)功能去增加程序數(shù)據(jù)段的內(nèi)存空間,這樣就有機(jī)會(huì)分到足夠大小的內(nèi)存,然后進(jìn)行返回。顯然,堆的效率比棧要低得多。 總結(jié) 堆和棧相比,由于大量new/delete的使用,容易造成大量的內(nèi)存碎片;由于沒有專門的系統(tǒng)支持,效率很低;由于可能引發(fā)用戶態(tài)和核心態(tài)的切換,內(nèi)存的申請(qǐng),代價(jià)變得更加昂貴。所以棧在程序中是應(yīng)用最廣泛的,就算是函數(shù)的調(diào)用也利用棧去完成,函數(shù)調(diào)用過程中的參數(shù),返回地址,EBP和局部變量都采用棧的方式存放。所以,我們推薦大家盡量用棧,而不是用堆。 |
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